(57)【要約】  本発明は、細胞電位測定容器を用いた細胞の電位測定において、細胞を微細な測定電極に接触させて、正確な測定結果を得ることが容易である細胞電位測定容器を提供することを課題とする。本発明は、容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、前記容器胴体部は、樹脂製であり、上端及び下端が開口した複数の筒状部を備え、前記複数の筒状部それぞれには、下端に向かって縮径され、かつ下端において測定孔を有する測定部を内腔に具備してなり、さらに、前記測定部を保持する、少なくとも２以上の保持手段を内壁に具備し、前記電極基板は、基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、前記測定孔それぞれに前記複数の測定電極がそれぞれ露呈するように、前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記容器胴体部を接合したことを特徴とする細胞電位測定容器を提供する。
2011010720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、
前記容器胴体部は、樹脂製であり、
上端及び下端が開口した複数の筒状部を備え、
前記複数の筒状部それぞれには、
下端に向かって縮径され、かつ下端において測定孔を有する測定部を内腔に具備してなり、
さらに、前記測定部を保持する、少なくとも２以上の保持手段を内壁に具備し、
前記電極基板は、
基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、
前記測定孔それぞれに前記複数の測定電極がそれぞれ露呈するように、前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記容器胴体部を接合した
ことを特徴とする細胞電位測定容器。
【請求項２】
前記複数の筒状部を、それぞれ離間して備えてなり、隣り合う筒状部の間に橋架け部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の細胞電位測定容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の新規薬物開発においては、薬物が引き起こす毒性について早期に見極めを行うことが求められている。この毒性の一種として、患者が重篤な不整脈を引き起こす疾患である薬物誘発性（後天性）ＱＴ延長症候群が知られている。【０００３】
薬物誘発性ＱＴ延長症候群は、薬物の投与後に心電図上でのＱＴ間隔の延長がおこり、TdP（Torsades de pointes、トルサード・ド・ポアンツ＝非持続性多形性心室頻脈）から、しばしば心室細動が起こり、失神、突然死をきたす重篤な疾患である。実際、1980年以降に米国市場で販売中止となった25品目の薬物のうち、5品目は薬物誘発性ＱＴ延長症候群を引き起こす疑いが認められた。【０００４】
このため、薬物が引き起こす毒性を見極めるために、薬物を投与した培養液中の細胞の電位の変化から、薬物がイオンチャネルの活動に与える影響を観察する測定方法が開示されている（非特許文献１）。この測定方法は、細胞電位測定容器を電位測定装置に搭載して行われる。この細胞電位測定容器は、培養液と共に細胞を収容する複数のウェルを備え、かつ、各ウェルの底面には、測定電極及び参照電極が配設されている。【０００５】
しかしながら、非特許文献１の細胞電位測定容器では、細胞を微細な測定電極に接触させて、正確な測定結果を得ることが困難となる場合があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】URL:http://www.brck.co.jp/MCS/qtscreencataloguejp1.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、細胞電位測定容器を用いた細胞の電位測定において、細胞を微細な測定電極に接触させて、正確な測定結果を得ることが容易である細胞電位測定容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、本発明は、容器胴体部及び電極基板を含み、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための容器であって、前記容器胴体部は、樹脂製であり、上端及び下端が開口した複数の筒状部を備え、前記複数の筒状部それぞれには、下端に向かって縮径され、かつ下端において測定孔を有する測定部を内腔に具備してなり、さらに、前記測定部を保持する、少なくとも２以上の保持手段を内壁に具備し、前記電極基板は、基板本体を備え、前記基板本体の片面に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されてなり、前記測定孔それぞれに前記複数の測定電極がそれぞれ露呈するように、前記基板本体における前記複数の測定電極及び前記複数の参照電極が配設された面上に、前記容器胴体部を接合したことを特徴とする細胞電位測定容器を提供する。【０００９】
本発明の細胞電位測定容器は、各ウェルにおいて複数の新規薬物候補の化合物に対する細胞の電位変化を測定するためのシステムに用いる使い捨ての一部品である。本発明の細胞電位測定容器は、専用の電位測定装置（図示せず）に搭載して用いられる。その構成は、複数のウェルを有する。この複数のウェルは、容器胴体部の下端に電極基板を接合することにより形成される。つまり、容器胴体部は各ウェルの側壁となり、電極基板は各ウェルの底面となる。形成されたウェルは測定時に用いる媒体（通常は培養液）を収容することができる程度に液密である。そして、各ウェルの底面にはそれぞれ測定電極及び参照電極が配設されている。これにより、各ウェルにおいて細胞の電位を測定することができる。尚、本発明において、「細胞」とは、１の細胞のみだけではなく、複数の細胞が凝集した細胞塊（スフェロイド）も含むものとして解釈しなければならない。【００１０】
本発明の細胞電位測定容器は、上述したように使い捨てのものである。したがって、製品を安価とすべく、少なくとも容器胴体部は全て樹脂製である。樹脂は、容器胴体部が成型可能であり、電気絶縁性であれば、本発明においては特に限定されるものではない。樹脂の具体例を挙げるとするならば、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル及びポリカーボネート等が挙げられる。特に、材料費が安価であり、かつ透明性が高く、見た目がよい観点から、樹脂はポリスチレンが好ましい。また、容器胴体部の製造方法は、当該容器胴体部の製造が容易であれば必ずしも限定されるものではないが、容器胴体部の構造が複雑であることを考慮すると、通常は射出成型で製造するのが望ましい。【００１１】
容器胴体部は、各ウェルの側壁となる筒状部を備える。筒状部は、上端及び下端が開口している。上端が開口しているのは、測定時における細胞や媒体（通常は培養液）を収容するためであり、下端が開口しているのは、後述する電極基板を底面とするためである。尚、筒状部の形状は、本発明においては特に限定されるものではないが、製造が容易である観点から、円筒形であることが望ましい。【００１２】
容器胴体部における複数の筒状部の内腔にはそれぞれ測定部を具備する。測定部は、下端に向かって縮径する構造であり、かつ下端において測定孔を有する。この縮径構造は、細胞の自重により測定孔に移動させるための構造である。また、測定孔は、後述する電極基板の測定電極を露呈させるためのものである。つまり、測定部に置かれた細胞は、測定部の縮径構造及び細胞の自重により、下端の測定孔にまで移動することができる。そして、測定孔には、測定電極が露呈しているので、細胞を、測定電極に接触させることができる。尚、測定部の形状は、本発明においては必ずしも限定されるものではないが、細胞が測定部の測定孔にまで移動することが容易となる観点から、少なくとも縮径構造の部分は筒状部の上端から平面視した場合、円形であることが望ましい。【００１３】
測定部は、少なくとも２以上の保持手段により保持される。容器胴体部は、樹脂製であり、当該容器胴体部を成型するにあたって、いずれかの箇所で変形が生じるため、全てのウェルにおいて、測定部の測定孔に後述する測定電極を露呈させることは従来は困難であった。しかしながら、本発明は、測定部を保持する保持手段の個数を少なくとも２以上、つまり、測定部を少なくとも２点以上で保持することにより、測定部の測定孔において後述する測定電極を露呈させることに成功した。この保持手段が１つ、つまり、１点のみで保持してしまうと、樹脂（例えば、保持手段自身又は筒状部）の変形により、測定部の測定孔において後述する測定電極が露呈されていない箇所が生じる。この保持手段は、測定部が筒状部から落下しない程度の強度を備えていれば、その形状等は特に限定されるものではない。また、保持手段は、少なくとも２以上であれば、特に限定されるものではないが、測定部をより均等に保持することができるよう、筒状部の上端から平面視した場合、測定孔（後述する測定電極）を中心とした点対称の位置に配置されることが望ましい。ほぼ確実に測定孔の位置決めが可能であり、製造も容易である観点から、保持手段の数は、４つであることが最も好ましい。【００１４】
一方、電極基板は、基板本体を備え、当該基板本体の片面上に複数の測定電極及び複数の参照電極が配設されている。【００１５】
基板本体は、いわゆる電気絶縁性の材料からなる。その材料は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ等を含むガラスコンポジット及びアルミナ等が挙げられるが、導電性が高く、機械的強度があり、コストが安価である観点から、一般的にはガラスエポキシが選定されることが多い。但し、本発明は、これら基板本体の材料に限定されるものではない。【００１６】
測定電極は、細胞が接触して、細胞のイオンチャネルの活動を電位として測定する電極であり、参照電極は、測定時に用いる媒体（通常は培養液）と接触していわゆる基準となる電位を測定する電極である。測定電極及び参照電極は、電極基板が容器胴体部と接合してウェルを形成した際に、各ウェルの底面においてそれぞれ１つずつ存在するような位置に配設されている。各ウェルの底面において、測定電極は、細胞が接触することができる位置、つまり、電極基板上に容器胴体部を接合した際に、容器胴体部の各測定孔に露呈される位置に配設されている。一方で、各ウェルの底面において、参照電極は、細胞が接触することのない位置、つまり、電極基板上に容器胴体部を接合した際の容器胴体部の各測定孔に露呈されない位置に配設されていれば特に限定されるものではない。勿論、各ウェルの底面においても測定電極及び参照電極は電気的に接続されるものではない。測定電極及び参照電極の材料は、例えば、金、銀、炭素、白金、酸化ルテニウム及びパラジウム等が挙げられる。特に、電気伝導度が高い観点から金が好適に用いられるが、本発明は、これら電極の材料に限定されるものではない。また、測定電極及び参照電極は、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット法、スパッタリング又は蒸着等の手法により適宜構築可能である。したがって、本発明は、これら電極の構築方法によっても限定されるものではない。【００１７】
容器胴体部及び電極基板の接合は、本発明においては特に限定されるものではない。例えば、従来の細胞電位測定容器と同様に、接着剤による接合を挙げることができる。【００１８】
また、本発明は、複数の筒状部を、それぞれ離間して備えてなり、隣り合う筒状部の間に橋架け部をさらに備えることを特徴とする細胞電位測定容器も提供する。これにより複数の筒状部の各々が変形することがなく、ひいては、各筒状部における測定部の測定孔に測定電極がより正確に露呈する。橋架け部は、各筒状部が引き離されない程度の強度を備えていれば、その形状等は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の細胞電位測定容器によれば、細胞を微細な測定電極に接触させて、正確な測定結果を得ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の細胞電位測定容器の分解斜視図である。
【図２】本発明の細胞電位測定容器のウェルにおける上面図である。
【図３】本発明の細胞電位測定容器のウェルにおける断面図（図２におけるＸ−Ｘ’の断面）である。
【図４】本発明の細胞電位測定容器の隣り合う２つのウェルにおける上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施態様について図を用いて説明するが、本発明は、以下に説明する実施態様に限定して解釈してはならない。
【００２２】
図１は、本発明の細胞電位測定容器の分解斜視図である。本発明の細胞電位測定容器は、主として容器胴体部１及び電極基板２により構成される。樹脂製の容器胴体部１は、上端及び下端が開口した複数の円筒形の筒状部１１を備える。各筒状部１１の内腔の構造に関しては後述する。各筒状部１１は、ウェルの側壁を構成する。
【００２３】
一方で、電極基板２は、ウェルの底面を構成する。電極基板２は、電気絶縁性の材料からなる基板本体２１を備え、当該電極基板２１上に複数の測定電極２２及び参照電極２３が配設されている。図１における電極基板２における測定電極２２は、Ｃ字型の参照電極２３の略中心に配設されている。測定電極２２は、図１ではわかりにくいほど微細な構造であるため、詳細は図２において説明する。そして、全ての測定電極２２及び参照電極２３はそれぞれ独立したリード線２４により電極基板の一辺に一列に並んだコネクタ２５までリード（ｌｅａｄ）される。参照電極２３の形状がＣ字型であるのは、測定電極２２をコネクタ２５までリード（ｌｅａｄ）するために、リード線を配設するためのスペースを確保するためでもある。コネクタ２５は、図示しないが、電極基板２の裏面（測定電極２２及び参照電極２３が配設されていない面）にも配設されている。そして、専用の電位測定装置（図示せず）に本発明の細胞電位測定容器を載置した際に、電極基板２の裏面におけるコネクタ２５は、当該専用の電位測定装置と電気的に接続され、細胞の電位の測定を可能とする。
【００２４】
図２は、本発明の細胞電位測定容器のある１つのウェル３の上面図である。ウェル３は、容器胴体部１の筒状部１１を側壁とし、電極基板２を底面とする。各ウェル３の底面において、測定電極２２及び参照電極２３がそれぞれ配設されている。ウェル３の側壁となる筒状部１１には、円形の測定孔１１２を有する測定部１１１及び４つの保持手段１１３が具備される。測定孔１１２には、微細な構造の測定電極２２が露呈される。この露呈は、本発明が少なくとも２つの（図２においては４つの）保持手段１１３を有するが故に正確になされる。保持手段１１３が１つのみの場合は、当該保持手段１１３及び筒状部１１等の変形により、全てのウェル３において測定孔１１２に測定電極２２を露呈させることは困難である。一方、参照電極２３は、ウェル３の底面において、測定部１１２の外周において露呈される。
【００２５】
本発明の細胞電位測定容器のある１つのウェル３の構造についてさらに説明する。図３は、ある１つのウェル３における断面図である。図３の断面図は、図２におけるＸ−Ｘ’における断面の図である。測定部１１１は、ウェル３（筒状部１１）の下端、つまり、測定孔１１２に向かって縮径する構造である。この構造により、測定部１１１に置かれた細胞は、当該細胞の自重によって測定孔１１２まで移動し、当該測定孔１１２に露呈された測定電極２２と接触することができる。
【００２６】
図４は、本発明の細胞電位測定容器における望ましい態様を示す図であり、２つの隣り合うウェル３の上面図である。それぞれのウェル３は互いに離間しているものの、橋架け部４により互いにつながっている。言い換えれば、２つの隣り合うウェル３は、橋架け部４により間接的に接続されている。隣り合うウェル３（筒状部１１）が直接接していると、その接点においてひけが生じ、ウェル３の底面において測定孔１１２の位置がズレる可能性がある。また、橋架け部４が存在しない場合も筒状部１１の変形が生じ、ウェル３の底面において測定孔１１２の位置がズレる可能性がある。
【００２７】
本発明の細胞電位測定容器を用いた細胞の電位の測定方法は、従来の細胞電位測定容器を用いた方法をほぼ参照できる。但し、本発明の細胞電位測定容器を用いる場合は、細胞を測定部１１１に置く点が従来の方法と相違する。測定部１１１に置かれた細胞は、測定部１１１の縮径構造及び当該細胞の自重によって測定孔１１２にまで移動し、当該測定孔１１２に露呈された測定電極２２と接触することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、正確に細胞の電位の測定を可能とするため、迅速な薬物のスクリーニングを実現し、新薬開発の一助となるであろう。
【符号の説明】
【００２９】
１      容器胴体部
１１    筒状部
１１１  測定部
１１２  測定孔
１１３  保持手段
２      電極基板
２１    基板本体
２２    測定電極
２３    参照電極
２４    リード線
３      ウェル
４      橋架け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011010720.tif 000006
【国際調査報告】
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2011010720.tif 000008
2011010720.tif 000009
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